LED显示屏色度校正原理与技巧
色域空间转换首先需要确定原始色域空间三刺激值矩阵[XYZ_original]和目标色域空间三刺激值矩阵[XYZ_target],,从而计算出转换系数矩阵[conversion_coefficient]。
令
据色域空间变换的需要,有:
[conversion_coefficient] *[XYZ_original]= [XYZ_target] (式9)
由上式可得到:
[conversion_coefficient]= [XYZ_target]* [XYZ_original]-1 (式10)
式8的转换系数矩阵中,
RR为显示源信号为红色时,红灯的亮度系数;
RG为显示源信号为红色时,绿灯的亮度系数;
RB为显示源信号为红色时,蓝灯的亮度系数;
GR为显示源信号为绿色时,红灯的亮度系数;
GG为显示源信号为绿色时,绿灯的亮度系数;
GB为显示源信号为绿色时,蓝灯的亮度系数;
BR为显示源信号为蓝色时,红灯的亮度系数;
BG为显示源信号为蓝色时,绿灯的亮度系数;
BB为显示源信号为蓝色时,蓝灯的亮度系数;
3.2 色域空间转换系数矩阵的应用
得到逐像素的色域空间转换系数矩阵后,控制系统将显示源信号进行逐像素的实时运算,就可以将显示屏的色域空间调整至目标色域空间了。‖
假设某像素的转换系数矩阵如下:
当显示信号为(R255,G128,B64)时,该像素的三颗灯的实际点亮情况如下:
即源信号(R255,G128,B64),在该像素上实际显示为(R238,G128,B71)。
需要注意的是,以上运算基于线性亮度,实际应用时,应在伽玛校正后再进行系数的应用与线性运算。
计算方法和应用方法都十分清晰明了,然而在LED屏的校正实践中,还是有着一些需注意的事项和技巧。
4.1 目标色域空间设定
目标色域空间的合理设定十分重要,否则,或者不能实现,或者白平衡无法达到,或者亮度均匀度将受损。
1)目标色域空间的三原色坐标,必须全部位于原始色域三角形之内。原始色域三角形之外的色彩是这块显示屏无法通过混色实现的。中科维优的SV-1校正系统中,提供CIE1931色品图,程序会绘出原始色域三角形与目标色域三角形,并给出目标三原色已均位于原始色域三角形之内的图解提示,避免设定错误。
2) 因为显示屏三原色的最高亮度有限,如果目标色域空间的白点坐标和亮度值设定不合理,将使得显示屏上大量像素无法达到预定目标值,SV-1校正系统中,会根据目标色域空间的设定参数,计算出显示屏上无法达到目标值的像素点个数、比例与位置,通过模拟图显示出来,帮助用户合理设定目标白点和亮度。
4.2 对显示屏和控制系统的要求
从3.2中的示例色度校正数据可以看出,转换校正系数中的补色系数数值较小,变化较大,有时只有千分之一,有时甚至需要达到1/3。因此,转换校正系数的应用,对显示屏和控制系统提出了更高的要求。
1) 显示屏必须真正能够实现12位以上的灰阶;
2) 控制系统应能够读入至少12位以上精度的转换校正9系数数据并进行实时运算;
满足以上2个条件,显示屏才可能保证色度校正的准确度和校正后的亮度均匀度。
4.3 绝大多数色度校正的应用是色域空间的校正。
色域空间的校正需要的原始三原色色坐标值,可以使用常规的彩色亮度计测量区域平均色坐标而得到。但因为每个像素中的RGB 亮度配比不一致,要保证校正后的显示均匀度,色域空间校正仍必须结合逐灯点的亮度测量值,来计算得出逐点的转换校正系数矩阵,提供给控制系统。
4.4 显示屏色坐标数据的测量,应采用分光光度计原理的仪器
如美能达CS200级别以上的分光式彩色亮度计。色坐标的测量准确度与精度,将对色度校正的结果产生关键性的影响。三刺激值的测量原理和颜色匹配滤光镜的制造水平现状,使得三刺激值彩色亮度计难以成为可靠的色坐标数据源。
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